Тру рмс что такое
Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах
Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах
инженер М.Б. Белов
ЗАО «ТЕККНОУ»
На импортных средствах измерений можно встреть аббревиатуру «True RMS» или «TRMS». Причем в анонсах на прибор отмечается, что это является явным преимуществом в точности измерений реальных значений таких электрических величин, как напряжение и силы тока.
Так что же означает эта сокращенная запись, какой ее физический смысл и в каких случаях вычисление этого параметра с помощью соответствующего измерительного прибора дает преимущества при проведении измерений?
Попробуем разобраться в этом вопросе, не перегружая читателя математическими выкладками.
Это означает, что прибор в процессе измерений предварительно преобразует входной периодический сигнал в постоянный (в виде постоянного тока или напряжения). При этом реализуется математический метод среднеквадратических преобразований.
Основной принцип измерений переменного напряжения или силы тока в цифровых прибора реализуется на предварительном преобразовании переменного сигнала в постоянный, как представлено на рис.1.
После блока аналого-цифрового преобразователя (АЦП) уровень аналогового выходного сигнала измеряется и индицируется на цифровом дисплее, как в приборе постоянного тока. От метода преобразований зависят и формы представления значений напряжений переменного тока:
Шкалы или дисплеи цифровых вольтметров и амперметров переменного тока (кроме импульсных вольтметров) всегда градуируют в среднеквадратических значениях сигнала синусоидальной формы.
Импульсные (амплитудные, максимальные, пиковые) вольтметры градуируют в амплитудных значениях синусоидального сигнала. Функция импульсных измерений (ПИК, МАХ) может также включаться в состав комбинированных приборов – портативных мультиметров.
В практических измерениях напряжения и силы тока промышленной электросети 50 Гц (или специальной сети 400 Гц) применяются цифровые вольтметры и амперметры с преобразователями, реализующие методы среднеквадратических или средневыпрямленных преобразований. Амплитудные (пиковые) преобразователи используются для фиксации значений амплитуды выбросов, скачков напряжения или максимального напряжения за наблюдаемый интервал времени в процессе измерений.
Рассмотрим подробнее три основных типа преобразователей
В этом случае на активной нагрузке численно равные значения постоянного и переменного тока совершают одинаковую работу.
Для понимания физического смысла измерений напряжения переменного тока в среднеквадратических значениях приведем простой пример: на нагревательном элементе за одинаковый интервал времени должно выделиться одинаковое количество теплоты, если запитать его от сети 220 В 50 Гц, или от сети 220 В пост. тока.
Кроме того, особенностью математического преобразования данного метода является то, что теоретически, он не зависит от формы периодического сигнала на входе преобразователя. Будь-то идеальная синусоидальная форма или сигнал с большими нелинейными искажениями, прямоугольная, треугольная, произвольная и т. п. – не имеет значения. В любом случае совершаемая работа численно равных по величине постоянного и переменного сигналов будет одинаковая.
В практических измерениях из-за ограниченных свойств элементной базы степень отличия от синусоидальной формы ограничивается коэффициентом амплитуды и максимальным значением напряжения на входе прибора. Допускаемый коэффициент амплитуды обязательно указывается в сопроводительной документации на измерительный прибор.
Недостатки
Для устранения этих недостатков используются входные усилители, специальные методы линеаризации шкалы, отрицательную обратную связь и др., что приводит к удорожанию прибора.
Преимущества
Рекомендации по применению
Обзор True RMS мультиметра RGK DM-30
Содержание
Содержание
Характеристики:
Комплект поставки:
Мультиметр RGK DM-30 поставляется в фирменной коробке с указанием основных возможностей изделия:
Комплект поставки базовый и включает в себя непосредственно мультиметр, щупы, термопару, две щелочные батарейки и инструкцию по эксплуатации:
Богатый функционал прибора поддерживает подключение внешних токовых клещей и термопар К-типа, позволяя измерять переменные и постоянные токи до 60А, а также температуру до 400ºС. Они, к сожалению, в комплект не входят и при необходимости приобретаются отдельно.
Внешний вид:
Дизайн данной модели проработан до мелочей:
Цветовая гамма, компоновка элементов и некоторые особенности повторяют модели компании UNI-T. При сравнении двух моделей лицом к лицу можно заметить некоторые сходства:
Если посмотреть модельный ряд UNI-T, то мультиметр RGK DM-30 очень напоминает модель UT139C:
Я не буду вдаваться в подробности, но могу предположить, что компания RGK заказывает производство наиболее удачных моделей у UNI-T, а учитывая тот факт, что это один из мировых лидеров по производству измерительного инструмента, в качестве можно быть уверенным на сто процентов. К тому же компания RGK очень скрупулезно относится к предпродажной проверке своих изделий, поэтому качество должно быть на высоте.
Что касается функционала, то перед нами очень интересный прибор с поддержкой True RMS измерений, фиксацией максимальных и минимальных значений, автоматическим выбором диапазонов измерения, автовыключением через 15 минут бездействия и наличием всевозможных защит.
Переключение режимов измерения осуществляется поворотным барабаном:
Переключение упругое и сопровождается звуковым сигналом. Многие режимы совмещены на одном положении барабана и выбираются нажатием правой кнопки «Select» синего цвета. Левая кнопка желтого цвета предназначена для фиксации показаний на дисплее или для включения подсветки. Последняя бывает очень полезна при измерениях в условиях недостаточной освещенности. В данной модели установлен 6000-разрядный дисплей с подсветкой размерами 58х36 мм:
Показания читаются идеально, углы обзора большие. Стандартное время работы подсветки 15 секунд.
Гнезда стандартные и рассчитаны под 4мм «бананы»:
Можно использовать как комплектные щупы, так и сторонние.
Очень радует наличие силиконового бампера по периметру корпуса:
Он прекрасно защищает основной пластиковый корпус от небольших ударов и падений, а также препятствует скольжению на гладких поверхностях. Специальные выступы в верней части бампера позволяют фиксировать щупы:
Все это позволяет хранить мультиметр в собранном виде и не тратить время на размотку и подключение щупов:
Такое решение будет особенно полезно для электромонтеров и радиотехников на различных предприятиях, когда при отдельном хранении щупы могут просто потеряться или выпасть из «чемоданчика».
Не менее полезной будет и подставка:
В некоторых случаях она позволит расположить мультиметр для более удобного считывания показаний:
Подставка совмещена с крышкой батарейного отсека. Для установки или замены элементов питания необходимо выкрутить крепежный винт:
Питание осуществляется от двух пальчиковых элементов (АА) с напряжением 1,2В-1,5В, две щелочные батарейки присутствуют в комплекте. В этом заключается большой плюс, поскольку такие элементы более распространены и обладают большей энергоемкостью по сравнению с 9В элементами типа Крона.
Щупы с проводами:
В комплекте с мультиметром RGK DM-30 поставляются достаточно хорошие щупы с проводами:
Наконечники снабжены съемными защитными колпачками, которые будут полезны при измерении электрических параметров в устройствах с плотной компоновкой:
Сечение проводов составляет 18AWG:
При сравнении с наиболее распространенными щупами от приборов серии DT830, разница видна невооруженным взглядом, тут без комментариев:
Также в комплекте идет термопара К-типа, позволяющая измерять температуру до 100ºС:
Управление:
Управление прибором очень простое и производится с помощью барабана и кнопок управления:
Назначения кнопок:
Механической защиты в гнездах прибор не имеет, поэтому переключая барабан после измерения токов на напряжение, будьте внимательны, иначе спалите предохранитель. Неправильной полярности прибор не боится и если это произошло, выводит знак минус на дисплее. Присутствует 15-секундная подсветка и автовыключение через 15 минут бездействия. Если зажать кнопку Select при включении прибора, автовыключение станет неактивным.
Устройство:
Для разборки мультиметра RGK DM-30 необходимо снять силиконовый чехол:
Затем открутить винт крепления крышки батарейного отсека и два винта, крепящие корпус:
Качество изготовления очень хорошее: пайка ровная и аккуратная, остатков флюса нет, варисторы и термисторы для высоковольтной защиты присутствуют. Если посмотреть на плату, то можно заметить маркировку UT139C:
Правда, в сертифицированных ревизиях UNI-T UT139C прошлых лет использована корпусная микросхема DTM0660l, а не «клякса»:
По крайней мере, в приборах трехлетней давности стояла именно корпусная микросхема. Какой вариант используют сейчас, я не в курсе.
Особого внимания заслуживают гнезда и присутствие полноценной защиты по входу, включая плавкие предохранители:
На мой взгляд прибор полностью соответствует категории CAT II 600V.
Тестирование:
True RMS мультиметр RGK DM-30 позволяет производить практически все типы измерений с высокой точностью. Погрешности на каждом диапазоне можно посмотреть в таблице:
Как показывает практика, измерение напряжения – наиболее часто используемая операция. Для контроля погрешности я использовал источник опорного напряжения (ИОН) на базе микросхемы AD584L, которая позволяет с очень высокой точностью получить на выходе 4 уровня напряжения (2,5В/5В/7,5В/10В):
Даже несмотря на довольно низкий порог в 10В, она может дать реальную картину. Точность шикарная, свойственная приборам UNI-T:
При измерении переменного напряжения можно задействовать (по долгому нажатию кнопки Select) специальный фильтр низких частот VFC (Variable Frequency Converter), который отсеивает частотные всплески напряжения и показывает усредненное значение. Будет полезен при измерениях в цепях инверторов, частотных преобразователей и других приборах с ШИМ-модуляцией.
Для контроля погрешности тока у меня нет соответствующих приборов с высокой разрядностью, поэтому просто сравню с рабочим мультиметром UNI-T UT61E и Richmeters RM-102. Ток в последовательной цепи одинаков на всем участке, поэтому можно просто наглядно сравнить. Режим измерения малых токов:
При измерении бОльших токов видно, что RM-102 начал отрываться от коллектива:
При 5А разница уже составила около 0,17А, обозреваемый RGK DM-30 идет вровень с UT61E, хотя последний классом выше и стоит гораздо дороже:
При 9А разница уже огромная, RM-102 нужно калибровать или менять токовый шунт. Мультиметр RGK DM-30 все также показывает хорошую точность:
Для измерения емкости конденсаторов я использовал фирменные Nichicon 56мкФ*400В, Nippon 1200мкФ*200В и CDM 39000мкФ*6,3В:
Для минимизации погрешности, провода с крокодилами с конденсаторов не снимались, разряд производился через штекеры:
Следом измерение сопротивления 1Ом:
Высокоточных резисторов с минимальной погрешностью под рукой не оказалось, но учитывая сопротивление щупов, точность хорошая.
Замер комнатной температуры с помощью термопары:
Комнатные приборы показывают 25,2ºС. Замер больших температур без тепловизора не имеет значения, так как будет присутствовать небольшая разность из-за неплотного прилегания термопар.
Бесконтактный индикатор напряжения отлично работает, достаточно поднести переднюю часть прибора к проводнику. Для поиска скрытой проводки он бесполезен, да и не предназначен для этого, а вот определить, находится ли токоведущая часть под напряжением – очень легко за пару секунд.
Остальные режимы измерений работают, но нет смысла демонстрировать их, а уж тем более сравнивать их с другими приборами. Прозвонка цепи работает шустро.
Итоги:
За время тестирования мультиметр RGK DM-30 зарекомендовал себя сугубо с положительной стороны. Он может похвастаться качественной сборкой, хорошей точностью, сравнимой с приборами более высокого класса, хорошим функционалом и демократичной ценой. Если вы подыскиваете точный и надежный прибор для дома или работы, могу смело порекомендовать этот вариант.
Лаборатория радиолюбителя с нуля. Часть 2. Обзор таинственного мультиметра
Сергей Новиков
Введение
Как уже говорилось в первой части этого цикла статей, идеального мультиметра не существует, и поэтому наш выбор, как и автора, – это всегда компромисс: с отсутствием чего вы готовы мириться ради получения других преимуществ.
Распаковка
Спустя три дня после заказа мультиметр был отправлен продавцом, а ещё спустя 12 был получен в местном отделении логистической компании – как раз в день появления первой части статьи. Всё послание уместилось в один небольшой пластиковый пакет из воздушно-пузырьковой плёнки (называемой в народе «пупыркой»), который сравним с обычным яблоком:
Внутри этого пакета располагалась обычная картонная коробочка с изделием:
На коробке изображены различные варианты исполнения мультиметра и наклеен логотип производителя (в нашем случае это HoldPeak) – т.к. одна и та же модель может выпускаться под разными брендами (встречались модели ещё под брендами BTMETER и ANNMETER).
С обратной стороны приведен список из трёх моделей мультиметров и их технические характеристики (список параметров, как оказалось, неточный):
Коробка в длину сравнима по размерам с обычной ручкой:
Интрига практически сошла на нет, и из трёх моделей мультиметра от HoldPeak из его новой бюджетной линейки HP-сороковой серии только одна модель присутствовала в списке желаний первой части обзора – HP-41B. Внутри коробки было положено:
Комплект поставки
Ссылаясь на некие правила для международных авиаперевозок, запрещающие перевозку жидкостей, порошков и батарей, продавцы с AliExpress, как правило, не кладут в комплект поставки устройств сменные элементы питания. В нашем случае отсутствовали две батарейки формата ААА. Хотя на том же AliExpress спокойно продаются отдельно эти самые батарейки, и доставляются они без особых проблем (возможно, что тут задействована не авиаперевозка).
Комплектные щупы (на фото выше) обычные, длиною около 80 см от кончика до кончика. Имели небольшой неприятный запах, который уже почти выветрился. На щупах в наличии надпись об их принадлежности к категории электробезопасности (CAT) CAT III-600 В. В дополнение к этим щупам были заказаны у другого продавца щупы категории CAT IV-1000 В с внешней силиконовой изоляцией (плавится только при очень высоких температурах) и чуть длиннее.
Внешний вид
Мультиметр HoldPeak HP-41B выделяется на фоне остальных моделей, помимо очень компактных размеров, ещё и своим необычным внешним видом с изогнутыми линями профиля двухцветного чёрно-голубого корпуса (под другими брендами эта модель выпускается в иной расцветке), что в значительной степени повлияло (в положительную сторону) на эргономику обозреваемого прибора.
На передней панели можно увидеть ЖК-дисплей с грозной надписью «6000 COUNTS TURE-RMS AUTO POWER OFF», где сразу режет глаз «TURE-RMS», а не «True-RMS», как должно быть правильно. Но это поправимо – мультиметр в ходе тестирования был разобран, а экранный трафарет с надписью перевернут. В итоге экран теперь выглядит так:
Чуть ниже экрана расположился блок из пяти прорезиненных кнопок выбора дополнительных режимов, а под ними – основной поворотный (на 90°) переключатель режимов, который в крайних положениях выключает прибор.
Под переключателем режима расположились три разъёма для подключения измерительных щупов: общий (черный, он же «земля», он же «минус»), основной (красный, он же «плюс») и отдельный разъём для измерения высоких токов (до 10 А). Компактные размеры мультиметра повлияли и на совмещение разъёма измерения малых токов с разъёмом измерения напряжения и прочих параметров (обычно в мультиметрах для измерения токов делают отдельные разъёмы). Для такого компактного мультиметра, как HP-41B, это простительная необходимость, но для приборов большего размера такой подход будет большим минусом, и лично я бы не советовал их брать.
Непривычные гладкие формы корпуса:
На верхнем скошенном под углом торце имеется надпись с логотипом производителя, названием производителя и номером модели мультиметра, а также три прямоугольных окошка под светодиодные индикаторы:
Наличие перевернутой надписи может сперва натолкнуть на мысль, что производитель опять «налажал» с нанесением надписей, как в случае с «TURE-RMS» на дисплее, но тут всё очень даже правильно, т.к. верхняя часть корпуса имеет скос под некоторым углом и эта самая надпись, если смотреть на экран, читается правильно (см. фото экрана со всеми сегментами). А учитывая тот факт, что на экран в мультиметре мы будем смотреть чаще, чем со стороны, то с логикой разработчиков в нанесении своего логотипа можно согласиться.
На обратной стороне корпуса мультиметра нанесена предупреждающая надпись о необходимости соблюдать правила техники безопасности и отключать измерительные щупы перед тем, как разбирать прибор. Чуть ниже надписи расположилась складная подставка для размещения мультиметра в вертикальном положении. Она имеет два жестких положения, задающих углы наклона прибора:
Для включения мультиметра нужно вставить две батарейки формата ААА. Для этого нужно сзади открутить три самореза. Тот факт, что для этого применяются саморезы с закручиванием прямо в корпус, а не винты с бронзовыми гайками, как в других аппаратах, запишем в минусы:
Зато возможность оперативно заменить сразу оба предохранителя без дополнительной разборки корпуса запишем в дополнительные плюсы, т.к. многие производители считают ненужным так делать. А перед тем, как включить мультиметр, давайте познакомимся с его возможностями:
Возможности гаджета по версии производителя
Приводим лишь «сухие» цифры из спецификаций прибора, по каждому пункту списка пройдёмся дальше подробнее:
А теперь пройдёмся по каждому из перечисленных пунктов подробнее:
Размеры и вес
Как уже было сказано выше, небольшие размеры и вес, а также эргономичная форма HP-41B, позволяют носить его с собой даже во внутреннем кармане пиджака, не говоря уже о верхней одежде, а сам прибор при этом лежит в руке как влитой. Несмотря на своё бюджетное позиционирование, качество обработки корпуса находится на высоком уровне, как для такого класса устройств – без каких-либо видимых «наплывов» пластика по углам и стыкам, без люфтов и зазоров. Разве что надпись «TURE-RMS» даёт о себе знать.
Вот так выглядит HoldPeak HP-41B в сравнении с обычным смартфоном:
Элементы питания
Питается мультиметр двух небольших батареек формата AAA общим напряжением в 3 вольта. Для компактных размеров прибора и его небольшой цены это самый оптимальный вариант. Лично для меня, если бы пришлось выбирать два прибора со сходными параметрами, но с различным питанием (от 9-вольтовой батарейки и АА/ААА), выбор пал бы на второй вариант (с батарейками АА/ААА). Для вас это может быть несущественным фактом или даже иметь совсем противоположный мотив (как по мне, то лучше 6 элементов АА/ААА, чем одна «Крона»).
True RMS
В прошлой части статьи мы уже говорили о том, что прибор обязательно должен быть True RMS, и это понятие в переводе с английского обозначает «истинное среднеквадратичное значение», или, другими словами, «действующее значение переменного тока». Само это понятие пришло из математики и означает (в упрощенной форме) возможность более точного измерения значения переменного тока, чья форма сигнала отличается от синусоидальной.
Почему именно True RMS? А всё из-за специфики измерения переменного тока в зависимости от формы его сигнала. Но сперва вспомним школьную программу по физике (в максимально сжатой форме). Заранее предупреждаю, что для тех, кто прогуливал уроки по теме «Постоянный ток», дальнейшее чтение будет вызывать большие муки. Для цепей постоянного тока потребляемая мощность (например, лампочки) будет измеряться по следующей формуле:
Где P – собственно мощность, I – сила тока, проходящая через лампочку, а U – напряжение на лампочке.
А вот с измерением мощности переменного тока всё сложнее. Дело в том, что за определенный период времени (величина, обратная частоте) напряжение может меняться от нуля до некоторых отрицательных и положительных значений. Вот пример различных по форме сигналов переменного тока с одинаковым пиковым (амплитудным) значением и одинаковой частоты:
Показания измерения мгновенной (в определенный момент времени) нам ничего особо не дадут, поэтому требуется расчёт среднего значения мощности (активной, которая и указывается на тех самых лампочках накаливания), интегрированной по времени:
В другом виде эту формулу, подставляя вместо мощности произведение напряжения и силы тока, можно записать так:
Отсюда следует, что среднеквадратичное значение переменного напряжения, которое должно показываться True RMS мультиметром, вычисляется по следующей формуле:
Для синусоидальной формы сигнала переменного тока вышеприведенная формула сворачивается до следующего вида:
Где Ud – действующее значение напряжения, а Um – пиковое значение. Именно по этой упрощенной формуле (для переменного напряжения с синусоидальной формой) и рассчитывают обычные мультиметры, просто умножая пиковое значение напряжения на коэффициент 0.707 независимо от того, какую форму принимает переменный ток.
Читатель справедливо может задать вопрос: «А где на практике, в повседневной жизни обычному человеку может потребоваться True RMS мультиметр?». Самый яркий пример – измерение напряжения на выходе источников бесперебойного питания, где в дешевых моделях форма сигнала далека от правильной синусоиды.
Количество отсчетов
Такой параметр мультиметра, как количество отсчетов его цифровой шкалы, показывает, какое наибольшее число данный мультиметр может отобразить на дисплее до того, как произойдет смена пределов измерений, и какое количество значимых цифр в общей сложности он может показать. В нашем случае это 6000.
Другое название для параметра «Количество отсчетов» – «Число отображаемых разрядов», он для нашего мультиметра записывается в виде 3⅚. Здесь первая цифра обозначает число полных отображаемых разрядов (три), числитель – максимальное значение (пять), которое может принимать неполный разряд (самая левая цифра), а знаменатель – число возможных состояний (всего шесть, включая 0).
Выбор диапазонов измерений
Все мультиметры имеют минимальный и максимальный предел измерений для каждого измеряемого параметра. Данная информация обычно приводится в руководстве пользователя на странице с перечнем технических характеристик прибора. Мы же эту информацию привели в разделе «Возможности гаджета по версии производителя». Например, для постоянного напряжения заявленный предел измерений для HP-41B составляет от 600 мВ до 600 В. Соответственно, исходя из разрядности нашего мультиметра общее количество диапазонов для измерения постоянного напряжения будет равняться четырём (600 мВ, 6 В, 60 В и 600 В).
Выбор диапазона будет осуществлять мультиметр самостоятельно в автоматическом режиме с правом передачи ручного управления в руки своего хозяина с помощью кнопки «RANGE». Такая ситуация может возникнуть, например, если мы измеряем где-то напряжение около 4 В, а мультиметр выбрал для отображения диапазон 60 В, где нам доступно будет ещё две цифры после десятичной запятой. Вроде неплохо, но следует учитывать, что прибор имеет некую погрешность в измерениях на каждом из пределов, поэтому иногда имеет смысл сместить диапазон измерений с 60 В на 6 В для повышения точности. Кроме того, выбор предела измерений вручную доступен и до начала самих измерений. Переключения обратно в автоматический режим выбора предела измерений не предусмотрено, и нужно задействовать переключатель режимов измерений (т.е. выбрать поворотным переключателем другой режим и опять вернуться к нужному) или проще – нажимать кнопку «SELECT».
Ну а теперь настало время включить мультиметр и начать:
Измерение постоянного напряжения
Согласно спецификациям, указанным в документации к прибору, заявленная точность гарантируется производителем в течение года после его калибровки при условии осуществления замеров мультиметром в диапазоне температур окружающей среды от 18°С до 28°С и при относительной влажности воздуха не более 70%.
При измерении постоянного напряжения точность составляет ± (0,5% + 5 цифр) во всех диапазонах измерений, которых, как мы уже писали в предыдущей главе, всего 4: 600 мВ, 6 В, 60 В и 600 В. Разрешение для каждого из диапазонов составляет соответственно 0,1 мВ, 1 мВ, 10 мВ и 100 мВ.
Первое положение поворотного переключателя режима устанавливает мультиметр в режим измерения постоянного напряжения (значок «DC» на экране как раз об этом нам и сообщает). В качестве подопытного выступают батарейки формата CR2032.
Сперва берем старую, которую заменили:
Вроде нормально, показывает заявленные 3 вольта. Но стоит включить параллельно ей нагрузку (резистор 57 Ом), и всё меняется кардинальным образом:
Под нагрузкой старая батарейка показывает всего лишь 2,2 мВ (падение более чем в 1000 раз!). Вот именно из-за необходимости подключать параллельно батарейкам нагрузку (что не всегда удобно) при измерении их напряжения и проверке их «рабочего» состояния искался мультиметр со встроенным режимом теста батареек. Но данный режим присутствовал лишь в некоторых недорогих моделях.
Теперь проведём аналогичную процедуру с новой батарейкой:
Тут она показывает 3,3 вольта – немного выше старой. Подключаем к ней нагрузку в виде того же резистора:
А тут уже напряжение упало всего лишь до 2,78 вольта.
В спецификации к HoldPeak HP-41B указано, что в режиме измерения постоянного напряжения его импеданс (полное внутреннее сопротивление) составляет 10 МΩ, а в диапазоне измерения 600 вольт – более 100 МΩ.
Проверяем справедливость данного заявления с помощью стороннего мультиметра:
Тут все 11 МΩ. Кроме того, производитель заявляет о наличии защиты от перегрузки (при превышении напряжения в 600 вольт).
Далее у нас на очереди:
Измерение переменного напряжения
Но сперва немного справочной информации:
Переключение в режим измерения переменного напряжения осуществляется нажатием синей кнопки «SELECT» в том же положении переключателя режимов, что и для постоянного напряжения. На экране должна загореться надпись «AC».
Подключаем щупы к первому попавшемуся источнику переменного тока – розетке:
Почти 220 вольт, а если округлять до целого числа, то идеально. В этом же режиме можно узнать частоту переменного напряжения, нажав среднюю кнопку «Hz/DUTY»:
Идеальные 50 Гц, как и положено. Нажав ещё раз кнопку «Hz/DUTY», переходим в режим измерения скважности (отношение периода следования импульсов к длительности импульса):
Практически идеальные 50% (с учётом округления до целого числа) – как и положено для сети бытовой электропроводки с её синусоидальной формой сигнала переменного тока.
Измерение постоянного тока
Информация из технических спецификаций HoldPeak HP-41B:
При измерении силы тока у новичков зачастую возникают проблемы в виде сгоревших предохранителей в мультиметре или даже наблюдается выход из строя измерительного прибора из-за того, что они подключают его так же, как и при измерении напряжения, т.е. параллельно нагрузке, просто воткнув щупы в розетку сети бытовой электропроводки. Так делать категорически запрещено! Потому что при измерении силы тока («амперов») измерительный прибор следует подключать исключительно последовательно нагрузке (оборвать один из проводов, идущих к нагрузке – той же лампе, и к этим двум оторванным проводам подключать амперметр или мультиметр в режиме измерения силы тока). А вот тут и возникает тупик даже у бывалых – если в случае с низковольтными цепями можно ещё как-то организовать такую схему:
То с высоковольтной бытовой сетью такой фокус не проделать – и не нужно даже пытаться это делать, жизнь дороже. Но почему не загорается светодиод? Подключаем его напрямую:
Есть контакт! Светодиод горит. Замеряем сопротивление прибора на концах щупов в режиме измерения силы тока – более 10 мегаом:
Непорядок. Значит, нужно проверить целостность предохранителей в мультиметре:
Подозреваемый найден. Посмотрим на него поближе:
Идём в магазин за новым предохранителем. Но найти предохранитель нужного номинала (800 мА) после обеда – не такая уж простая задача: есть или большего, или меньшего номинала. Их пришлось и взять – на 700 мА и 1 А. Вставляем в прибор предохранитель на 700 мА. Собираем заново схему со светодиодом и замеряем силу тока:
Как видно, потребление составляет 35,83 мА.
Измерение переменного тока
Для измерения силы переменного тока, который будет проходить через прибор, подключенный к сети бытовой электропроводки, придётся собрать специальное устройство. В качестве заготовки для такого устройства будет использована новая колодка для удлинителя на два гнезда без заземления:
И силовой кабель от старого удлинителя, который в буквальном смысле рассыпался в руках от длительного пребывания на солнце:
Приступим к операции. Для начала раскручиваем колодку:
Разбираем центральную часть красного цвета, в которой находится вся силовая часть колодки:
Достаем одну контактную площадку и разбираем её:
Наша задача теперь состоит в том, чтобы разомкнуть цепь между двумя контактами для вилки на этой площадке. Для этого воспользуемся обычными плоскогубцами и переломаем обе половинки площадки по отверстию. Вставляем «перекусанную» площадку на прежнее место:
Следующий этап операции заключается в подключении силового кабеля к этим двум разомкнутым половинкам контактной площадки. Подключать будем с помощью паяльника. Теперь зачищаем концы кабеля и отрезаем провод заземления (он зелёного цвета), продевая два оставшихся конца кабеля в крышку силовой колодки:
Теперь нужно залудить контакты площадки:
И подпаять к ним два провода таким образом, чтобы можно было без проблем закрыть крышку силовой части колодки:
Помечаем на колодке контакты, к которым подключены провода:
Наше устройство для измерения тока, потребляемого бытовыми приборами, подключаемыми к сети переменного тока, готово. Принцип его работы такой – в одну розетку вставляем любой бытовой прибор, работающий от сети переменного тока, а во вторую розетку – пару щупов нашего мультиметра, включенного в режиме измерения силы тока. Помечать на колодке контакты нужно было для того, чтобы выяснить, какой из них «ноль», а какой «фаза», с целью включения мультиметра в разрыв фазного провода. Там, где будет «0», вставляем вилку от бытового прибора, а где покажет «фазу» – щупы мультиметра.
О том, как определить «фазу» в силовой проводке мультиметром, не имеющим для этой цели специального режима (как наш HP-41B), расскажем подробнее в главе «Лайфхаки».
Для измерения силы тока в сети бытовой электропроводки будем использовать силиконовые щупы, которые как раз вовремя приехали из Поднебесной. Они имеют провода большего сечения и помечены как соответствующие категории CAT IV-1000 В:
Кроме того, они длиннее комплектных почти на 30 см (109 см против 80 см), и в комплекте с ними есть пара зажимов типа «крокодилы» в изоляции:
В наличии защитные колпачки:
Сама форма щупов имеет немного изогнутый профиль:
Зажимы «крокодилы» специально предназначены для подключения к таким щупам:
К мультиметру подключаются как родные:
При их замыкании мультиметр показывает нулевое сопротивление:
Сами щупы больше комплектных и по длине, и в диаметре:
Разъёмы «бананы» для подключения щупов к мультиметру, другой формы (эргономичнее):
Насечка в новых щупах нанесена поперечно, в отличие от комплектных, где они нанесены параллельно разъёму, из-за чего доставать комплектные щупы не так удобно, как новые.
А теперь вернёмся к измерению силы тока. Подключаем сперва щупы к фазной розетке, а затем уже саму нагрузку, в качестве которой выступает утюг:
Потребляемый ток составил 8,36 А (на самом первом уровне, когда сработало термореле утюга при повороте ручки регулировки температуры):
Если напряжение на нашем утюге составляет 236,6 вольт:
То, согласно закону Ома, потребляемая утюгом мощность в этом режиме при известных величинах силы тока и напряжения вычисляется, как мы уже говорили выше, по следующей формуле:
И составляет 8,36*236,6=1977,976 Вт (почти два киловатта).
С измерением напряжения и силы тока покончено, переходим к измерению параметров электронных компонентов. Переводим переключатель режимов измерений мультиметра в следующее за измерением напряжения положение, в котором производятся замер сопротивления, «прозвонка» цепей, тест диодов и измерение ёмкости конденсаторов. По умолчанию предлагается:
Измерение сопротивления
Но сперва несколько цифр из спецификаций, касающихся этого раздела:
Берем резистор на 100 Ом:
Наш мультиметр показал 98,7 Ом, что в пределах допустимых отклонений измеряемого резистора (последнее четвертое кольцо на нём золотого цвета означает допуск отклонения от номинала в пределах ±5%).
В автоматическом режиме измерение малых сопротивлений занимает порядка двух секунд – прибор начинает перебор с верхнего, 60-мегаомного предела измерений. Для ускорения этой процедуры можно воспользоваться режимом ручного выбора пределов измерений. Причём для измерения сопротивлений после мегаомной шкалы HP-41B перескакивает сразу на измерение омов, что очень удобно (но не совсем логично), а затем уже после омов шкала переключается на измерение килоомов.
Следующим режимом, выбираемым синей кнопкой «SELECT», стоит:
Проверка целостности соединений
Или, как его ещё называют в народе, «прозвонка». Согласно документации, мультиметр будет издавать звуковой сигнал и зажигать светодиод красного цвета, если сопротивление между щупами будет составлять менее 50 Ом. В этом режиме имеется защита от перегрузок до 300 вольт, а для самой «прозвонки» используется напряжение в 2,1 вольта, что соответствует действительности:
Сама «прозвонка» очень шустрая, без каких-либо временных лагов:
Нажав ещё раз кнопку «SELECT», выбираем режим:
Тест диодов
В этом режиме (на экране появляется схемное изображение диода) на диоды (т.е. на щупы) подаётся напряжение около 3,3 вольта, а мультиметр измеряет на них напряжение падения. Данный режим также защищен от перенапряжения до 300 вольт (т.е. можно воткнуть щупы в вилку бытовой электросети при включенном режиме теста диодов). Данное напряжение падения мы увидим на приборе при подключении плюса мультиметра (красный провод) к аноду светодиода (длинный вывод), а минуса (черный провод) – к катоду светодиода (короткий вывод):
Правильное подключение прибора к светодиоду, и мы наблюдаем его слабое свечение, а наш прибор при этом показывает напряжение падения, равное 1,8 В (поэтому светодиод не будет светиться при подключении к нему одной батарейки на 1,5 вольта).
При обратном подключении щупов к исправному светодиоду мультиметр не должен показывать никакого падения:
Последний режим, который выбирается кнопкой «SELECT» во втором положении переключателя режимов, это:
Измерение ёмкости
Как всегда, начнём с записей в спецификациях:
Чем выше ёмкость конденсатора, тем дольше проводится процесс её измерения, вплоть до нескольких секунд. Ёмкость старых конденсаторов может составлять до половины своего номинала:
Ёмкость новых конденсаторов близка к заявленному значению:
Ёмкость старых керамических конденсаторов тоже может значительно отличаться от указанной (4,7 нФ):
Ёмкость плёночных конденсаторов со временем мало чем отличается от указанной:
А ёмкость новых (неиспользованных) полимерных конденсаторов даже чуть выше, несмотря на их 7-летний возраст с момента покупки:
Закончив с измерением ёмкости конденсаторов, переходим к отдельному режиму измерения:
Частоты и скважности сигнала
Данный режим помечен на переключателе пиктограммой «Hz%». По умолчанию мультиметр измеряет частоту. Для перехода в режим измерения скважности следует нажать кнопку «SELECT». Стоит отметить, что при измерении частоты мультиметр задействует полностью все 4 разряда своей цифровой шкалы, т.е. её количество отсчетов составляет 10000.
Согласно спецификации для режима измерения частоты и скважности:
Измерение данных параметров ничем не отличается от их измерения в режиме измерения переменного напряжения, когда нажималась отдельная кнопка «Hz/DUTY». Единственное отличие – частота теперь не ограничивается 2 кГц, при которых гарантировалась точность измерения переменного напряжения.
А теперь настала очередь:
Измерение температуры
По умолчанию измерение температуры производится в градусах Цельсия. Также возможно измерять температуру и в градусах Фаренгейта. Для этого необходимо нажать синюю кнопку «SELECT». Повторное её нажатие опять переводит мультиметр на измерение температуры в градусах Цельсия.
HoldPeak HP-41B позволяет измерять температуру и без подключения термопары – для этого у него на плате распаян терморезистор, который худо-бедно справляется со своей задачей как при комнатной температуре:
Но так как измерительный элемент находится внутри самого прибора, точность его показаний будет существенно отличаться от температуры снаружи. Тем более что измерить температуру кипящей или талой воды, а также расплавленного припоя, невозможно. Для этой цели воспользуемся термопарой (термоэлектрический преобразователь), идущей в комплекте с мультиметром. Её датчик на конце жесткого провода выглядит так:
Общая длина термопары от кончика датчика до конца разъёмов «бананы» составляет около 102 см. Для измерения температуры с помощью термопары её нужно подключить к мультиметру, обязательно соблюдая полярность, – черный разъём термопары подключаем к общему (черному) разъёму мультиметра, а красный штекер – в красное гнездо.
Для контроля точности калибровки мультиметра по измерению температуры, не имея при себе прецизионных приборов, предназначенных для этих целей, воспользуемся методом измерения талой и кипящей воды.
Набираем в стакан лёд и доливаем в него немного воды. Опускаем в наш коктейль термопару:
Мультиметр показывает 1°С. Неплохо. Но как покажет себя испытуемый при измерении кипящей воды? Для этого воспользуемся таким нехитрым устройством, в которое нальём воду:
Включаем устройство, полностью заполоненное водой, и доводим её до кипения:
Здесь мультиметр также успешно справился со своей задачей и показал 99°С. Значит, калибровать температуру жал паяльной станции этим прибором можно будет смело.
Бесконтактное измерение напряжения
На поворотном переключателе данный режим следует за измерением температуры и помечается пиктограммой «NCV», чья аббревиатура обозначает «Non-Contact Voltage» (в переводе с английского будет дословно «бесконтактное напряжение»). Другое «народное» название у этого режима – «поиск скрытой проводки». В русскоязычной документации к мультиметрам можно встретить название «бесконтактный детектор/датчик напряжения».
В этом режиме можно с помощью мультиметра определить, находится ли какой-либо кабель под высоким напряжением, а также найти в стене, где проложен кабель бытовой электропроводки. Подключать щупы к мультиметру в этом режиме не нужно.
При отсутствии рядом с мультиметром источника высокого напряжения он показывает:
Данная аббревиатура означает «Electromotive Force» (электродвижущая сила, или ЭДС). Т.е. прибор сообщает нам, что находится в режиме измерения ЭДС. При этом постоянно горит зеленый светодиод.
По мере приближения мультиметра к источнику напряжения он начинает издавать короткий сигнал с длительными промежутками, медленно мигая красно-зеленым светодиодом, а на экране появляется одна черточка:
И чем ближе к источнику напряжения (или чем выше на нём напряжение), тем больше черточек появляется на экране, а сигнализация и перемигивание светодиодов будут учащаться:
Следом за режимом бесконтактного измерения напряжения на поворотном переключателе режимов мультиметра выбирается:
Тест светодиодов и стабилитронов
Этот режим примечателен тем, что, в отличие от обычного режима проверки диодов, доступного на подавляющем большинстве мультиметров, в т.ч. и этом, на тестируемые светодиоды и стабилитроны подаётся повышенное напряжение (согласно спецификации, напряжение холостого хода превышает 18 В):
Видим, что HP-41B показывает напряжение около 15,31 В, которое на другом мультиметре почти равно этому значению.
Повышенное напряжение нужно для некоторых типов светодиодов, которые применяются в обычных светодиодных лампах освещения, пришедших на смену лампам накаливания, а также для теста светодиодов в светодиодных лентах.
Мощный SMD-светодиод из лампы освещения в режиме обычного теста светодиодов показывает «обрыв»:
Тогда как в режиме теста светодиодов этот полупроводник показывает падение напряжения в 7,72 вольта:
И он начинает светиться. Неисправный светодиод из этой же лампы «коротит» (слишком маленькие значения напряжения) и не светится:
Неисправные светодиоды могут светиться, но не так ярко, а их падение напряжения не такое высокое:
Неисправность светодиодов может проявляться и в их внутреннем обрыве:
Вот таким образом проходит тестирование мощных светодиодов с помощью HP-41B, что обычным мультиметрам, как правило, недоступно. Аналогичным образом в этом режиме проводится тестирование низковольтных стабилитронов.
С основными функциональными возможностями HoldPeak HP-41B покончено. Теперь приступаем к описанию его «плюшек», и первым на очереди стоит:
Запоминание значений показаний
Иногда возникает ситуация, когда измерения мультиметром производятся в таких условиях, что на его экран нельзя посмотреть во время измерений. Спасёт в данном случае нажатие кнопки «HOLD», которая зафиксирует на экране показания. Кстати, она очень пригодилась при написании этого обзора – держать два щупа и камеру для съёмки процесса измерения практически нереально. Поэтому в ход пошла кнопка «HOLD», которая фиксировала показания измерений на экране мультиметра, после чего бралась камера и делались снимки экрана мультиметра. Такие фокусы можно определить по наличию на снимках дисплея мультиметра пиктограммы «DH» (Data Hold – фиксация/удержание данных).
Фиксация максимальных и минимальных значений показаний
Данная функция чем-то похожа на предыдущую, но активируется перед началом измерений показаний путём нажатия кнопки «MAX/MIN». Служит она для фиксирования максимальных (активируется после первого нажатия кнопки) или минимальных (активируется при повторном нажатии кнопки) показаний за промежуток времени, пока происходит измерение. Возникнуть потребность в такой функции может в тех ситуациях, когда измеряемые показания быстро меняются или же нужно зафиксировать максимальное или минимальное значение (например, потребляемый ток) за определенный период времени (например, пока работает утюг). Примерно так и составляются пункты спецификации «минимальный и максимальный потребляемый ток» в руководстве пользователя к бытовой технике.
Подсветка дисплея
В этой модели она нежно-голубого цвета и включается вручную нажатием с последующим удержанием в течение двух секунд кнопки «HOLD». Отключение подсветки происходит автоматически – через 30 секунд или же повторным двухсекундным удержанием «HOLD».
Наблюдается боковая (справа) засветка экрана в месте расположения светодиода подсветки. Если смотреть на экран под углом снизу, то наблюдается эффект «засвета» сегментов дисплея:
Если смотреть на экран под углом сверху, то сегменты дисплея тускнеют:
С включенной подсветкой вообще всё сливается:
Автоотключение
Данный мультиметр имеет функцию автоматического отключения через 15 минут бездействия (отсутствия каких-либо нажатий на кнопки или поворота переключателя режимов). Вернее, он через 15 минут подаёт несколько коротких сигналов, а ещё через минуту – отключается, если ничего не делать. О том, что включен режим автоотключения, сигнализирует пиктограмма таймера в виде кружочка со стрелкой внутри него, которая находится в верхнем левом углу крайней левой цифры.
Чтобы отключить режим автоотключения мультиметра, необходимо перед его включением зажать кнопку «SELECT». При этом пиктограмма автоотключения пропадает, а прибор подаст три коротких сигнала. Для возврата режима автоотключения мультиметр необходимо перезагрузить (выключить и заново включить).
Режим относительных измерений
Этот режим активируется нажатием с последующим удержанием в течение двух секунд кнопки «RANGE». Служит он для выставления текущего значения измеряемого параметра в качестве нулевой точки отсчета для последующих измерений. Этот режим можно сравнить с весами, когда на них положили определенное количество одного товара и необходимо доложить какое-то количество другого, предварительно обнулив значения после взвешивания первого товара.
Одно из применений данного режима – калибровка мультиметра при измерении сопротивлений, когда измерительные щупы при их замыкании показывают не нулевое значение. С помощью данного режима можно найти из множества самый ёмкий конденсатор или батарейку с максимальным значением напряжения. Ну а в случае с переменным резистором определить, насколько изменится его сопротивление при повороте ручки, например, на 45 градусов – и не надо никаких калькуляторов и вычислений «в уме».
О том, что включен режим относительных измерений, сигнализирует пиктограмма «REL» на дисплее.
Лайфхаки
Кроме заявленных возможностей, HoldPeak HP-41B имеет ряд скрытых функций, среди которых:
Возможность определять фазный провод.
Для этого необходимо переключить мультиметр в режим поиска скрытой проводки (NCV) и подключить к нему только один щуп – красный, с помощью которого и будем искать фазу. Из-за высокой чувствительности HP-41B в этом режиме сам прибор следует расположить подальше от источника высокого напряжения (насколько позволяет длина щупов), чтобы избежать наводок на антенну NCV. Подключаем щуп к одному из разъёмов розетки:
Показывает EF, а это означает, что тут «ноль». Проверяем другой контакт разъёма розетки:
Сразу загораются все четыре полоски и слышен частый писк – мы попали на «фазу».
В большинстве случаев этот «фокус» применим и к другим моделям мультиметров, обладающим соответствующим режимом бесконтактного поиска напряжения (NCV). Стоит, однако, оговориться, что если провод трехжильный (трехконтактная розетка), предназначенный для электросетей с заземлением, но с отсутствующим заземлением, то наш прибор покажет «фазу» на таком проводе из-за наводок, связанных с близким расположением к нему фазного провода (и отсутствия этого самого заземления).
Ещё одна интересная особенность HP-41B:
Бесконтактное измерение частоты и скважности
Из-за своей высокой чувствительности HP-41B позволяет измерять частоту и скважность переменного напряжения. Для этого не надо подключать к нему никаких щупов, а переключатель нужно перевести в режим измерения переменного напряжения и нажать кнопку «Hz/DUTY»:
А теперь настало время заглянуть во:
Внутренности мультиметра
Чтобы добраться до «внутренностей» мультиметра, необходимо повторно проделать операцию по «удалению» батареек с откручиванием трёх саморезов на задней панели:
Открутив ещё четыре самореза, получаем доступ к «внутренностям»:
Наблюдаем неплохое качество сборки для своего ценового диапазона. Почти не видно следов флюса. Основной чип – бескорпусный, кварцевый резонатор на 8 МГц и отсутствие микросхемы EEPROM. Это даёт понять, что в этом мультиметре применяется чип, отличный от DTM0660/DM1106EN. Схемное включение чипа подсказывает, что это SD7501 от китайской компании Hangzhou SDIC Microelectronics Co.,Ltd., а именно модификация SD7501A6. Буква «А» говорит о модификации чипа с автоматическим выбором диапазонов измерения (для мультиметров с ручным выбором диапазонов используется модификация с буквой «М», как в модели UNI-T UT89XD). Цифра «6» в конце маркировки чипа означает, что он поддерживает количество отсчетов, равное 6000.
Данный чип характеризуется высокой скоростью и точностью измерений, встроенной OTP памятью (одноразово программируемой) без необходимости применять внешние EEPROM микросхемы, что сразу отрезает возможность «апргрейда» мультиметра и программного расширения его функциональных возможностей в виде, например, увеличения количества отсчетов до 10000, как это проделывается с мультиметрами на чипах DTM0660/DM1106EN.
В верхней части платы можно заметить кусок припаянного черного провода – эта та самая антенна для бесконтактного измерения напряжения (поиска скрытой проводки). А внизу, возле красного разъёма под щупы, можно увидеть терморезистор (круглый, зеленого цвета и с маркировкой на плате «PTC»), который отвечает в т.ч. за измерение температуры без подключения к прибору термопары.
Открутив ещё четыре винта, полностью снимаем плату:
Здесь уже заметно больше следов неотмытого флюса. Но качество в целом остается на высоком уровне, разве что можно предъявить претензии к пайке проводов подсветки дисплея.
Заключение
Рассмотренная в обзоре модель мультиметра (HP-41B) от компании HoldPeak является очень хорошим вариантом для покупки при условии, что вам нужно следующее:
Ещё из дополнительных плюсов можно добавить высокую чувствительность детектора ЭДС (режим поиска скрытой проводки), но для некоторых такая чувствительность может оказаться слишком избыточной.
Явных минусов у HP-41B нет, разве что не очень сильная защита входных цепей – но это расплата за невысокую стоимость прибора. Многие могут занести в минусы HP-41B совмещенный (с основным красным) разъём для измерения силы тока. Но тут приходиться выбирать – или компактные размеры, или же отдельные разъёмы. Поэтому если вас не устраивают какие-то нюансы этой модели и вы не готовы с ними мириться, то вам лучше обратить внимание на другие мультиметры, которых на рынке великое множество.